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基于Lagrange及SPH算法的彈體侵徹雙層靶材仿真.pdf彈體對(duì)鋼靶材的侵徹在軍工防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，鋼靶材侵徹的破壞情況與彈體的變形程度對(duì)理解高速侵徹的作用機(jī)理具有重要意義。

利用AUTODYN計(jì)算鋁球?qū)Ψ涓C夾層板的超高速碰撞問(wèn)題，經(jīng)過(guò)該案例的講解，能夠掌握如下知識(shí)點(diǎn)：（1）外部有限元模型如何導(dǎo)入AUTODYN中；（2）外部有限元模型導(dǎo)入后，如何賦予材料參數(shù)和修改；（3）SPH方法如何設(shè)置材料失效參數(shù)；（4）如何實(shí)現(xiàn)FEM-SPH耦合算法；（5）如何提高SPH的計(jì)算速度，如何抑制/激活part； 圖1.

通過(guò)有限元網(wǎng)格與sph粒子耦合的方法模擬超高速碰撞，變形較小的位置選擇網(wǎng)格，變形較大部位選擇sph粒子。

基于 PreSys 的工程實(shí)踐，這類(lèi)問(wèn)題可以通過(guò) ALE + SPH + Lagrange 多方法協(xié)同實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定求解。

</p><p class="ql-align-justify">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;由于炸藥起爆過(guò)程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長(zhǎng)銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問(wèn)題。

兩種算法耦合的難點(diǎn)在于分界面力（位移）傳遞，以及四分之一模型中，對(duì)SPH粒子邊界的約束。 1000m/s的撞擊速度，計(jì)算結(jié)果如圖，精確結(jié)果還需要對(duì)材料模型參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)定。這種方法可避免FEM中使用侵蝕算法設(shè)置失效準(zhǔn)則帶來(lái)的麻煩。 感興趣的可以在咸魚(yú)搜索：用戶(hù)名play(驀***士)，提供相關(guān)的k文件

原因： 無(wú)網(wǎng)格畸變 能模擬碎裂 場(chǎng)景三：工程折中方案 現(xiàn)實(shí)工程中通常： ?? ALE + Lagrange + SPH 混合 model.method = ["ALE","Lagrange","SPH"] model.region.near =

該方法相對(duì)成熟，主要針對(duì)脆性和延性材料的破壞，多應(yīng)用于高速沖擊下三維固體材料的脆片化。SPH主要應(yīng)用于流體分析，但由于是基于Lagrange的方法，所以也適用于固體分析，因?yàn)?em>高速沖擊下固體也會(huì)表現(xiàn)出流體的特性。特征及案例介紹* SPG方法SPG方法是由LS-DYNA開(kāi)發(fā)的真正意義上的無(wú)網(wǎng)格法。常規(guī)的無(wú)網(wǎng)格法需要背景網(wǎng)格來(lái)進(jìn)行積分，在處理破壞時(shí)有一定局限性。

所以，傳統(tǒng)Lagrange方法的痛點(diǎn)之一在于單元畸變。

任意Lagrange–Euler算法（ALE）繼承了Lagrange和Euler各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)去除它們的缺點(diǎn)，適用于模擬材料的超大變形，同時(shí)關(guān)注高分辨率激波問(wèn)題。光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）是一種無(wú)網(wǎng)格的方法，適用于模擬材料的破碎。例如，超高速撞擊、脆性材料的裂紋擴(kuò)展。

在分析軍用車(chē)輛抗爆炸沖擊過(guò)程中，研究人員通常分析爆炸沖擊波對(duì)車(chē)輛結(jié)構(gòu)的損傷而忽略高速破片對(duì)車(chē)輛結(jié)構(gòu)的破壞。而有研究表明爆炸沖擊波與高速破片對(duì)于目標(biāo)結(jié)構(gòu)存在耦合作用，在耦合作用下目標(biāo)結(jié)構(gòu)的損傷情況要大于單獨(dú)作用[3]。在爆炸數(shù)值仿真方法上，任意拉格朗日-歐拉算法(ALE)在模擬爆炸沖擊波傳遞中有著較高的精度，被廣泛應(yīng)用在爆炸數(shù)值仿真中[4-6]。

</li></ul><h2 class="ql-align-center">3.結(jié)束語(yǔ)</h2><ul><li><span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(25, 25, 25);">由上述簡(jiǎn)單的算例可知，采用SPH模擬爆炸或高速沖擊問(wèn)題還是比較方便的，但不支持二維情況。

圖 2 相同工況下碎片云幾何尺寸對(duì)比圖 3 防護(hù)屏穿孔形貌對(duì)比表3 特征參數(shù)試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算對(duì)比小結(jié)采用SPH算法研究彈丸超高速撞擊，彈丸和靶板的SPH粒子大小盡量保持一致，并且SPH粒子尺寸盡量細(xì)化，才能準(zhǔn)確的模擬出碎片云的幾何形貌特征和尺寸參數(shù)；AUTODYN和LS-DYNA兩種軟件均能模擬超高速撞擊，但是AUTODYN自帶碎片識(shí)別功能，為后續(xù)碎片云參數(shù)分析帶來(lái)極大的方便

自適應(yīng)fem轉(zhuǎn)sph計(jì)算要點(diǎn)，高速超高速碰撞，當(dāng)有限元撞擊有限元時(shí)候，面臨大變形會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格畸變，而我們?cè)O(shè)置add eroson閾值當(dāng)有限元失效轉(zhuǎn)化為SPH粒子，這樣也保障能量守恒，粒子繼承單元的動(dòng)能、壓力等，我們采用AL撞擊AL的模型，模擬效果良好，可以看到碎片云和球的層裂，一定注意這個(gè)算法實(shí)現(xiàn)一個(gè)是失效，一個(gè)是網(wǎng)格，一個(gè)是接觸!!! 大家可以咨詢(xún)！